專利名稱：一種變壓器激磁周期的控制方法及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器激磁周期的控制方法及其控制電路，尤 其是涉及用于調(diào)整線圏上激磁電流的激磁與放磁周期，使得激磁電 流最大值無法到達(dá)線圏的激》茲飽和值，以防止線圏飽和的方法及其 實(shí)施電路。
背景技術(shù)：
變壓器與電源供應(yīng)器等電力轉(zhuǎn)換裝置是現(xiàn)今社會(huì)不可或缺的 產(chǎn)品，用途廣泛且種類繁多，而其電力轉(zhuǎn)換的原理其實(shí)就是變壓與 整流，這些雖然已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)，但利用半導(dǎo)體元件控制的 電力轉(zhuǎn)換裝置仍具有進(jìn)一 步改進(jìn)的空間。
電源供應(yīng)器中也具有變壓器是將市內(nèi)用交流電轉(zhuǎn)換為電壓穩(wěn) 定的直流電，該變壓器利用兩線圏電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換電能，線圏在電路 理論上相當(dāng)于電感，電流經(jīng)過變壓器的線圏時(shí)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，而 由楞次定4聿知道感應(yīng)電流流經(jīng)線圏時(shí)將產(chǎn)生外加》茲場，而線圏上也 會(huì)產(chǎn)生反向的感應(yīng)》茲場以抵抗該外加石茲場，因而線圏上的電流變化 也產(chǎn)生反向的感應(yīng)電流，故從客7見效果來看，電感線圏有阻止線圏 中電流變化的特性，換言之，線圏上的電流具有"不容易改變大小 的慣性"。上述的線圏特性也對現(xiàn)今的變壓器造成困擾，請參照圖1
與圖2，現(xiàn)有的電源供應(yīng)器皆具有至少一脈波控制單元3來控制開 關(guān)單元4,并通過控制該開關(guān)單元4的導(dǎo)通周期來調(diào)整流經(jīng)變壓器
一次側(cè)的電流，使變壓器二次側(cè)輸出端(Vout)可向負(fù)栽提供穩(wěn)定 的電壓，另外，負(fù)載端通過電壓反饋單元5向該脈波控制單元3提 供反饋信號(hào)，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，下降的輸出電壓將使脈波控制單元3 延長開關(guān)單元4的導(dǎo)通周期，增加變壓器一次側(cè)上的電流以使二次 測提供更多的電能，4吏大負(fù)載時(shí)線圏的平衡電流向上攀升，又因?yàn)?線圏上的電流增加的速度比下降的速度快，且由于線圏上電流的 "慣性"，使平均電流不易下降到原來的大小，若負(fù)載在一段時(shí)間 內(nèi)持續(xù)變動(dòng)，突然變大的負(fù)載就會(huì)使激磁電流Im過大，超過該線 圈的激磁飽和值7而造成變壓器飽和，產(chǎn)生突波電流8，雖然現(xiàn)有 的脈波控制單元3使用的集成電路芯片(IC)皆具有過電流保護(hù)的 功能，當(dāng)突波電流8—出現(xiàn)即關(guān)閉該開關(guān)單元4以消除突波電流8， <旦在那一瞬間出現(xiàn)的突波經(jīng)過變壓器線圏兩端相互的感應(yīng)，將在該 開關(guān)單元4上產(chǎn)生非常高的突波電壓81,對電源供應(yīng)器的石皮壞極大。 現(xiàn)有電源供應(yīng)器的波形如圖2中所示，并請同時(shí)參照圖1的電路， I—Lo是二次側(cè)輸出端的電流，I—Lo平均電流向下降時(shí)代表負(fù)載減 小，降到零以下代表正在回收多余能量，而向上升就代表負(fù)栽變大， Vds是開關(guān)單元4中開關(guān)元件SW1兩端的電位差，線圏上的激磁電 流Im為流經(jīng)線圏一次側(cè)的電流，而工作周期信號(hào)Va為脈波控制單 元3的輸出。該樂;K波控制單元3輸出的工作周期信號(hào)Va控制該開 關(guān)單元4的兩開關(guān)元件SW1、 SW2交替導(dǎo)通，使激磁電流Im分為 電流上升的、激》茲周期與電流下降的^^磁周期，負(fù)栽不斷變4b時(shí)，因 為上述的線圏特性會(huì)產(chǎn)生激磁電流Im直流準(zhǔn)位不斷上升，并且因 為線圏反抗電流變化導(dǎo)致激磁電流Im下降非常緩慢，又因?yàn)楝F(xiàn)有 的電源供應(yīng)器沒有4吏該激》茲電流Im下降至原先準(zhǔn)位的才幾構(gòu)， <吏得 激磁電流Im在負(fù)載變動(dòng)較大的幾個(gè)周期內(nèi)接近飽和臨界，因而容 易到達(dá)飽和，從而產(chǎn)生突波電壓81，造成電源供應(yīng)器中的元件損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種防止激》茲電流過度上升至飽 和的方法，通過控制激》茲電流的周期來確係:'激》茲電流的電流最大值 無法到達(dá)線圏飽和值，避免線圏飽和。
本發(fā)明包括一種變壓器激磁周期的控制方法及其控制電路，通
過調(diào)整激》茲電流上升與下降的激》茲周期與方iU茲周期防止線圏飽和，
該控制方法包括設(shè)定變壓器工作周期的手段、檢測變壓器變化激磁 周期的手段及修正變壓器放磁周期的手段，在負(fù)載增加時(shí)，電源供 應(yīng)器的脈波控制單元會(huì)根據(jù)負(fù)栽的需要而調(diào)變出較長的變化激磁 周期，而通過上述控制方法的手段可調(diào)變出接續(xù)該變化激磁周期的
^修正》文》茲周期，且該^修正方i^磁周期持續(xù)至該'激/磁電流下降至預(yù)i殳的 位準(zhǔn)，以完全避免激磁電流過高使線圏達(dá)到飽和。
該控制電路包括電流檢測電路與周期修正電路，該電流檢測電 路從激》茲電流中獲取檢測電流，通過該檢測電流來判斷激/磁電流在 放磁周期內(nèi)是否下降至預(yù)設(shè)的位準(zhǔn)，并通過該周期修正電路來修正 樂K波控制單元的工作周期信號(hào)，直到激/磁電流下降至預(yù)i殳的位準(zhǔn)， 進(jìn)而產(chǎn)生》務(wù)正^U茲周期。
本發(fā)明通過上述變壓器激磁周期的控制方法及其控制電路來 調(diào)整線圏上激磁電流的激磁與放磁周期，使得激磁電流最大值無法 到達(dá)線圏的激》茲飽和值，從而防止線圏飽和。


圖1是現(xiàn)有電力驅(qū)動(dòng)電路方塊圖。
圖2是現(xiàn)有電力驅(qū)動(dòng)電路的波形圖。
圖3是本發(fā)明的方塊圖。 圖4是本發(fā)明的波形圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的變壓器激》茲周期的控制方法用于防止變壓器進(jìn)入飽 和狀態(tài)，其實(shí)施例請參照圖3的電路與圖4的波形，本發(fā)明包括設(shè) 定變壓器工作周期的手段、檢測變壓器變化激磁周期的手段與修正 變壓器放磁周期的手段，該設(shè)定變壓器工作周期的手段是用來定義 該變壓器的每一工作周期，該周期可分為前半周工作周期為激磁周 期，可乂人圖4中的波形得知此時(shí)激》茲電流Im上升，下半周工作周 期為力文》茲周期，此時(shí)'激f茲電流Im下降，每一工作周期寬度(DUTY WIDTH)相等，且每一激磁周期的激磁電流Im變化量相等，每一 放磁周期的激磁電流Im變化量相等。該變壓器在負(fù)載增加時(shí)，工 作周期會(huì)經(jīng)過脈波控制單元3調(diào)變，而延長原來的激磁周期產(chǎn)生變 化激》茲周期61,造成激磁電流Im上升較多，且放磁周期縮減以使 激》茲電流Im難以下降至原先位準(zhǔn)，于是，該檢測變壓器改變激》茲 周期61的手段是根據(jù)變壓器驅(qū)動(dòng)后端負(fù)栽的功率變化來獲得該變 壓器的變化激石茲周期61以及該變化激磁周期61的電流最大值。然 后還包括修正變壓器放磁周期的手段，其設(shè)定該變壓器的激磁飽和 4直7以及^U茲回歸基準(zhǔn)^直9，其中該方JU茲回歸基準(zhǔn)值9可為0，或 者在i殳計(jì)變壓器時(shí)推算其激》茲飽和值7，并在激》茲電流Im最大值4氐 于該激磁飽和值7的條件下設(shè)定該放磁回歸基準(zhǔn)值9，當(dāng)負(fù)栽增加 導(dǎo)致該脈波控制單元3調(diào)變出變化激磁周期61時(shí)，利用前一步驟 的變化激磁周期61的電流最大值與該放磁回歸基準(zhǔn)值9在相等常 態(tài)放》茲周期的激》茲電流Im變化量下調(diào)變出修正放》茲周期62，該修 正放磁周期62用以迫使該變壓器在該修正放磁周期62的電流最小 值至少需達(dá)到該放磁回歸基準(zhǔn)值9時(shí)才可開始下一工作周期的激磁
周期，〗吏變壓器的任一變化激^茲周期61的電流最大值均未達(dá)到激 石茲々包和值7而確〗呆變壓器正常工作。
如圖3與圖4所示，本發(fā)明的控制電路包4舌電流檢測單元1與 周期修正電路2，該脈波控制單元3輸出的工作周期信號(hào)Va經(jīng)過該 周期小務(wù)正電路2而輸出Vc，進(jìn)而控制開關(guān)單元4而控制激》茲周期 與放磁周期的長度，其中該開關(guān)單元4包括第一開關(guān)元件SW1與 第二開關(guān)元件SW2，該開關(guān)單元4控制電源與變壓器線圏之間是否 導(dǎo)通，由此控制激f茲電流Im,該周期j奮正電路2的輸出Vc分為高 準(zhǔn)位與低準(zhǔn)位，該周期^f務(wù)正電路2的輸出Vc為高準(zhǔn)位時(shí)將使第一 開關(guān)元件SW1導(dǎo)通、第二開關(guān)元件SW2關(guān)閉，〗氐準(zhǔn)位時(shí)則相反， 兩開關(guān)元件SW1、 SW2導(dǎo)通的時(shí)序4普開，故產(chǎn)生第一開關(guān)元件SW1 導(dǎo)通的激》茲周期與第二開關(guān)元件SW2導(dǎo)通的》文/磁周期，而該周期 i奮正電路2的調(diào)變動(dòng)作由該電流檢測單元1控制，該電流;險(xiǎn)測單元 1從;敫》茲電流Im中利用分;充回路獲取檢測電-危Is，并通過該檢測電 流Is判斷是否進(jìn)入放磁周期，該電流檢測單元1分為進(jìn)入放磁周期 時(shí)的第一工作狀態(tài)、以及放》茲周期的電流最小值到達(dá)該放》茲回歸基 準(zhǔn)值9的第二工作狀態(tài)。在初始的工作狀態(tài)下，；敫f茲電流Im在方文 磁周期皆已到達(dá)該^U茲回歸基準(zhǔn)值9以下，該電流檢測單元1在該 方文/磁周期內(nèi)已回到第二工作4犬態(tài)，故該周期4務(wù)正電路2不調(diào)變該月永 波控制單元3的輸出，該周期修正電路2的輸出Vc與該脈波控制 單元3輸出的工作周期信號(hào)Va相同；當(dāng)負(fù)載突然增加，經(jīng)過該電 壓反饋單元5的信號(hào)使該脈波控制單元3延長原來的激磁周期而產(chǎn) 生變化激》茲周期61時(shí)，激》茲電流Im因舉交長的激》茲周期而上升至較 接近激磁飽和值7的位準(zhǔn)，而在接續(xù)該變化激磁周期61的放磁周 期S敫-磁電流Im流經(jīng)第二開關(guān)元件SW2，并且該電流檢測單元1測 得該檢測電流Is，且該檢測電流Is大于該方文/磁回歸基準(zhǔn)值9而進(jìn)入 第一工作狀況，該電流檢測單元1持續(xù)發(fā)出高準(zhǔn)位的修正信號(hào)Vb 命令該周期^f'務(wù)正電路2調(diào)變該樂W皮控制單元3輸出的工作周期^f言號(hào)
Va (#皮^修正處如圖中虛線方塊)，持續(xù)維持該^U茲周期，4吏該》丈》茲 周期得以延長，直到該檢測電流Is到達(dá)該放磁回歸基準(zhǔn)值9 ，則該 電流檢測單元1進(jìn)入第二工作狀態(tài)，使該周期修正電路2停止調(diào)變 從脈波控制單元3輸出的工作周期信號(hào)Va，形成接續(xù)前一變化激磁 周期61的修正放磁周期62。由此則可在該脈波控制單元3產(chǎn)生的 變4b激》茲周期61后接續(xù)4務(wù)正i欠》茲周期62， ^f吏該變4b'激^茲周期61內(nèi) 提高的激》茲電流Im得以在該^修正》欠/磁周期62內(nèi)下降至該方文/磁回歸 基準(zhǔn)值9以下，以確保變壓器的線圏不會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)。
雖然本發(fā)明已通過優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了上述說明，但是并不用于 限定本發(fā)明，在該^修正變壓器》iU茲周期的手,殳中，可4吏接續(xù)該^修正 放磁周期62的下一激磁周期與常態(tài)激磁周期的周期寬度相等，也 可產(chǎn)生信號(hào)傳送至該變壓器的工作周期控制源，并調(diào)變下一工作周 期內(nèi)激磁周期與放磁周期寬度的比例而產(chǎn)生修正激磁周期，或者使 用元件在激》茲電流Im未下降至該》iU茲回歸基準(zhǔn)值9以下之前阻擋 該工作周期信號(hào)Va，還可將該工作周期信號(hào)Va在該i文/磁周期的電 流最小值尚未達(dá)到該放磁回歸基準(zhǔn)值9之前導(dǎo)引至其它回路中，使 該工作周期4言號(hào)Va無法4空制該開關(guān)單元4;另外，該》JU茲回歸基準(zhǔn) 值9可通過開關(guān)元件的導(dǎo)通電壓i殳定參考電位，并由該參考電位i殳 定放/磁回歸基準(zhǔn)值9的電流4直。
以上所述〗又為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā) 明。在上述實(shí)施例中，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變壓器激磁周期的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括設(shè)定變壓器工作周期的手段定義所述變壓器的每一工作周期，所述工作周期可分為前半周工作周期為激磁周期，下半周工作周期為放磁周期，每一工作周期寬度相等，且每一激磁周期的激磁電流變化量相等，每一放磁周期的激磁電流變化量相等；檢測變壓器變化激磁周期(61)的手段根據(jù)變壓器驅(qū)動(dòng)后端負(fù)載的功率變化獲得所述變壓器的變化激磁周期(61)以及所述變化激磁周期(61)的電流最大值；修正變壓器放磁周期的手段設(shè)定所述變壓器的激磁飽和值(7)以及放磁回歸基準(zhǔn)值(9)，所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)用以限定所述變壓器任一放磁周期的電流最小值至少需達(dá)到所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)才可開始下一工作周期的激磁周期，并以前一步驟的變化激磁周期(61)的電流最大值與所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)在相等常態(tài)放磁周期的激磁電流變化量調(diào)變出修正放磁周期(62)，使得變壓器的任一變化激磁周期(61)的電流最大值均未達(dá)到激磁飽和值(7)，從而確保變壓器常態(tài)運(yùn)作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，接續(xù)所述修正放磁周期(62)的下一激磁周期與常態(tài)激磁 周期的周期寬度相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器激》茲周期的控制方法，其特征在 于，接續(xù)所述修正放磁周期(62)的下一激磁周期為修正激磁 周期，所述修正激磁周期的手段是產(chǎn)生信號(hào)傳送至所述變壓器 的工作周期控制源，并調(diào)變下一工作周期中激磁周期與放磁周期寬度的比例。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器激》茲周期的控制方法，其特征在 于，沖妾續(xù)所述^f奮正^U茲周期(62)的下一激》茲周期為《務(wù)正激》茲 周期，所述修正激磁周期的手段是在所述變壓器的工作周期控 制源后端輸送工作周期信號(hào)的途中阻擋下一工作周期的信號(hào)， 直到所述放》茲周期的電流最小值至少達(dá)到所述放磁回歸基準(zhǔn) 值(9 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，接續(xù)所述修正放磁周期(62)的下一激磁周期為修正激磁 周期，所述修正激磁周期的手段是利用回路使線圏上的所述放 磁周期的電流最小值尚未達(dá)到所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)之前 不受其它電流影響。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器激磁周期的控制方法，用以實(shí)施 所述控制方法的變壓器激磁周期控制電路其特征在于，所述變 壓器激磁周期控制電路用于變壓器一端的電力驅(qū)動(dòng)電路中，所 述電力驅(qū)動(dòng)電路是包括電源、脈波控制單元(3)及開關(guān)單元(4 )，通過所述樂:K波控制單元(3 )及所述開關(guān)單元(4 )控制 所述電源的輸出，以提供電流使變壓器轉(zhuǎn)換電能至變壓器另一 端線圏，利用所述變壓器激磁周期的控制電路來避免所述變壓 器進(jìn)入飽和狀態(tài)，所述變壓器激磁周期的控制電路是包括電流檢測單元(l),設(shè)定放磁回歸基準(zhǔn)值(9)，并判斷 變壓器是否進(jìn)入放磁周期與放磁周期的電流最小值是否到達(dá) 所述放;茲回歸基準(zhǔn)值(9)，所述電流檢測單元(1)分為進(jìn)入方t磁周期時(shí)的第 一工作狀態(tài)、以及方t磁周期的電流最小值達(dá)到所述》文》茲回歸基準(zhǔn)值(9)的第二工作狀態(tài)，從激》茲電流經(jīng)過的途中設(shè)置分流回路獲取衰減信號(hào)，以判斷所述變壓器是否進(jìn) 入放磁周期，并在放磁周期中根據(jù)所述獲取的信號(hào)判斷是否大 于所述》i^磁回歸基準(zhǔn)值(9 );周期+務(wù)正電路(2),由所述電流檢測單元(1 )控制其動(dòng) 作，且控制所述變壓器的工作周期信號(hào)需經(jīng)過所述周期修正電 路(2),當(dāng)所述電流檢測單元(1 )進(jìn)入放磁周期的第一工作 狀態(tài)時(shí)，所述周期修正電路(2)使所述變壓器保持在放磁周 期，直到放磁周期的電流最小值達(dá)到所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9 )， 4吏所述電流檢測單元(1)進(jìn)入第二工作狀態(tài)，所述周期^f'務(wù)正 電路(2)才使接續(xù)傳來的剩余工作周期傳送至所述變壓器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)設(shè)定參考電位，且所述變壓器 的電流經(jīng)過電阻轉(zhuǎn)換為電壓差與所述參考電位比較。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，所述放^磁回歸基準(zhǔn)值(9)是通過開關(guān)元件導(dǎo)通的電壓位 準(zhǔn)設(shè)定參考電位，且由所述參考電位轉(zhuǎn)換為所述放磁回歸基準(zhǔn) 值(9 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，所述周期修正電路(2)在放^磁周期的電流最小值尚未達(dá) 到所述放磁回歸基準(zhǔn)值(9)時(shí)，使用開關(guān)元件阻擋下一激磁 周期的周期信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器激磁周期的控制方法，其特征在 于，所述周期修正電路(2)在放磁周期的電流最小值尚未到 達(dá)所述》文f茲回歸基準(zhǔn)值(9)時(shí)，將激》茲周期的周期信號(hào)導(dǎo)引 至其它回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓器激磁周期的控制方法及其控制電路，通過調(diào)整激磁電流上升與下降的激磁周期與放磁周期來防止線圈飽和，從變壓器線圈中的激磁電流中獲取檢測電流，并設(shè)定放磁回歸基準(zhǔn)值，通過該檢測電流判斷激磁電流在放磁周期內(nèi)是否下降至該放磁回歸基準(zhǔn)值，并通過該周期修正電路修正脈波控制單元的工作周期信號(hào)，直到激磁電流下降至預(yù)設(shè)的位準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H02P13/00GK101192806SQ200610144840
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者林國藩, 蔡建利 申請人:全漢企業(yè)股份有限公司